Мобильный приборно-аналитический комплекс диагностического мониторинга силового трансформатора Российский патент 2025 года по МПК G01R31/62 

Область техники

Изобретение относится к области электроэнергетики, системам контроля технического состояния трансформаторного оборудования электрических станций и подстанций и может быть использовано для диагностического мониторинга маслонаполненных электрических аппаратов, например силовых трансформаторов.

Уровень техники

В настоящее время известны различные нестационарные комплексы, системы и устройства для диагностического мониторинга технического состояния силовых трансформаторов.

Известна передвижная установка для диагностирования силовых трансформаторов (RU 103191, приоритет от 19.10.2010, МПК G01R 31/02), содержащая размещенные на шасси транспортного средства измерительный блок, выполненный с возможностью измерения и индикации действующих значений токов и напряжений трехфазной цепи, среднего значения измеряемых напряжений, их частоты и суммарной трехфазной активной мощности, автономный генератор промышленной частоты, выполненный с возможностью генерации трехфазной системы переменных напряжений, в которой отношение каждого из линейных напряжений к своему среднему значению и к среднему арифметическому трех линейных напряжений системы лежит в пределах 1,10-1,12 и 0,97-1,03 соответственно, трехфазный комплект измерительных трансформаторов тока класса точности не ниже 0,2% и комплект из проводов для соединения указанного оборудования между собой и трехфазного кабеля для соединения с диагностируемым силовым трансформатором в соответствии со стандартизированными схемами измерения потерь и тока холостого хода при номинальном напряжении.

Известно мобильное устройство для испытаний силовых трансформаторов и кабелей (RU 160203, приоритет от 17.11.2014, МПК G01R 31/06), которое содержит блок управления и питания, состоящий из статического преобразователя частоты с системой управления, трансформатор, резонансный реактор, делитель напряжения, блокирующее сопротивление в виде блокирующего резистора, отличающееся тем, что трансформатор выполнен с обмотками среднего напряжения, высокого напряжения и низкого напряжения, причем обмотка низкого напряжения через последовательно соединенные резонансный реактор, конденсаторную батарею, блокирующий резистор в цепи низкого напряжения присоединена к испытываемому объекту, соединенному с измерительной системой с датчиками тока, при этом трансформатор выполнен двухобмоточным, имеющим обмотки высокого напряжения и среднего напряжения, а обмотка низкого напряжения выполнена с помощью отпайки от обмотки среднего напряжения, при этом обмотка высокого напряжения через последовательно соединенный резонансный реактор, параллельно соединенные делитель напряжения и конденсаторную батарею, последовательно соединенный блокирующий резистор в цепи высокого напряжения, присоединена к испытываемому объекту, соединенному с дополнительной измерительной системой.

Известно высокоточное устройство мониторинга содержания газов, растворенных в трансформаторном масле (CN 102928749, опубл. 13.02.2013), представляющее собой переносное устройство, которое позволяет определять содержание влаги в трансформаторном масле, а также 9 газовых компонентов. Однако степень мобильности этого устройства весьма низкая, только в пределах трансформаторной подстанции.

Известно устройство онлайн-мониторинга содержания растворенного в трансформаторном масле газа (CN 209387653, опубл. 13.09.2019), обеспечивающее достаточно легкое перемещение при необходимости смены положения, для чего устройство установлено на опорной пластине, снабженной роликами. Однако такое перемещение осуществимо только вблизи диагностируемого оборудования, т.е. мобильность этого устройства невысока.

Известна передвижная установка для диагностики силовых распределительных трансформаторов (RU 198361, приоритет от 07.02.2020, МПК МПК G01R 31/62) в местах их эксплуатации, содержащая смонтированные на шасси транспортного средства автономный генератор трехфазного напряжения промышленной частоты, блок трансформаторов тока, измерительный блок, выполненный с возможностью индикации действующих значений измеряемых токов и напряжений трехфазной цепи, среднего значения измеряемых напряжений, их частоты и суммарной трехфазной активной мощности, при этом установка снабжена трехфазным кабелем для соединения ее выходов с вводами диагностируемого трансформатора, а измерительный блок снабжен входами, предназначенными для соединения с выходами установки и с выводами вторичных цепей трансформаторов тока, отличающаяся тем, что на шасси транспортного средства смонтирован регулятор трехфазного напряжения, выполненный с возможностью формирования выходного напряжения, превышающего его входное напряжение, по меньшей мере, на 10%, автономный генератор выполнен с возможностью генерации токов, превышающих, по меньшей мере, в три раза паспортное значение тока холостого хода диагностируемого силового трансформатора, при этом регулятор снабжен входами для соединения с выходами автономного генератора, и выходными клеммами, предназначенными для соединения через первичные цепи трансформаторов тока с выходами установки.

Ближайшим прототипом заявленного изобретения является мобильная физико-химическая лаборатория (RU 2776965, приоритет от 30.08.2021, МПК В60Р 3/00, G01N 33/28), содержащая автомобиль-носитель с кабиной и фургоном, разделенным перегородкой на транспортный отсек и лабораторный отсек, в котором находится автоматизированное рабочее место оператора с компьютером и размещено и закреплено контрольно-измерительное оборудование для контроля влагосодержания и газосодержания трансформаторного масла, диэлектрических потерь масла, соединительные кабели и газовые магистрали для соединения составных частей контрольно-измерительного оборудования между собой в соответствии со схемой проведения контроля, отличающаяся тем, что контрольно-измерительное оборудование размещено в закрепленных на полу и за стенки фургона автомобиля тумбах и на накрывающей их общей столешнице и дополнительно включает в себя измеритель пробивного напряжения, тензиометр и модуль сбора и передачи данных с выходом на антенну, при этом выходы тензиометра, измерителя диэлектрических потерь и измерителя растворенных в масле компонентов, включающего в себя хроматограф, подключены к входам модуля сбора и передачи данных, выход которого соединен с USB-портом компьютера, который через модуль сбора и передачи данных соединен с передающей антенной, хроматограф дополнительно включает в себя блок измерения фурановых производных и ионола, вход которого выполнен с возможностью ввода отобранной пробы, первый вход установленного на столешнице хроматографа соединен газовой магистралью с генератором водорода, газовые магистрали от баллона с газом-носителем проходят под столешницей сквозь перегородку между транспортным и лабораторным отсеками к входу фильтра каталитической очистки, другой вход которого соединен с компрессором воздуха, а выход соединен газовой магистралью со вторым входом хроматографа, при этом газовые магистрали закреплены на стенках фургона, а хроматограф снабжен демпфирующим устройством в виде платформы из металлических пластин, соединенных между собой упругими элементами, платформа нижней своей частью закреплена на столешнице, а верхней частью закреплена за основание хроматографа. Данная лаборатория позволяет определить показатели качества трансформаторного масла, однако требуется выполняемый вручную отбор проб масла из каждого силового трансформатора в отдельный пробоотборник. При этом представительность пробы зависит от квалификации и опыта специалиста, выполняющего отбор. Кроме того, лаборатория оборудована в специализированном автомобиле, и в случае его поломки не может быть использована.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом изобретения является расширение арсенала технических средств диагностического мониторинга силового трансформатора и повышение оперативности перемещения диагностического комплекса между электроэнергетическими объектами и выполнения подготовительных работ перед его пусконаладкой.

Достижение заявленного технического результата обеспечивается использованием для диагностического мониторинга силового трансформатора мобильного приборно-аналитического комплекса диагностического мониторинга силового трансформатора, который включает фургон на базе автомобильного прицепа; двустороннюю стойку, предназначенную для размещения навесных блоков и закрепленную внутри фургона; блок газовлагоанализа трансформаторного масла, размещенный на одной стороне двусторонней стойки; блок беспроводной связи, размещенный на другой стороне двусторонней стойки, подключенный к блоку газовлагоанализа трансформаторного масла и выполненный с возможностью обеспечивать связь с выносным автоматизированным рабочим местом и с клеммным шкафом, соединенным с главным щитом управления силового трансформатора; блок управления электропитанием, предназначенный для запитки блока газовлагоанализа трансформаторного масла и блока беспроводной связи и размещенный на двусторонней стойке рядом с блоком беспроводной связи; клеммный шкаф, предназначенный для преобразования аналоговых сигналов от главного щита управления силового трансформатора в цифровую форму и передачи преобразованных сигналов в блок беспроводной связи; запорную арматуру, предназначенную для гидравлического соединения блока газовлагоанализа трансформаторного масла с силовым трансформатором; выносное автоматизированное рабочее место на основе компьютера, снабженного модулем беспроводной связи и выполненного с возможностью использования по меньшей мере одной из сохраненных в его памяти математических моделей, предназначенных для расчета характеристик силового трансформатора по данным, передаваемым с блока газовлагоанализа трансформаторного масла и с главного щита управления контролируемого оборудования через блок беспроводной связи.

В развитие изобретения запорная арматура может включать в себя первый и второй быстросъемные маслопроводы, первый и второй узлы забора масла и первый и второй узлы возврата масла, при этом первые узлы забора и возврата масла установлены на стенке фургона и соединены с соответствующими гидравлическими портами блока газовлагоанализа трансформаторного масла, а вторые узлы забора и возврата масла предназначены для закрепления на одноименных узлах контролируемого оборудования, разнесенных один от другого на заданное расстояние, причем первый и второй быстросъемные маслопроводы предназначены для гидравлической связи первого узла забора масла и первого узла возврата масла с одноименными вторыми узлами.

В развитие изобретения первый и второй быстросъемные маслопроводы могут быть выполнены в виде гибких труб с саморегулирующимся кабелем подогрева и снабжены трубным утеплителем.

Заявленное изобретение дополнительно снабжено маслосборными лотками, устанавливаемыми под первым и вторым быстросъемными маслопроводами.

В развитии изобретение может содержать погружной измеритель температуры масла, предназначенный для измерения температуры нижних слоев масла контролируемого оборудования во втором узле возврата масла; магнитный измеритель температуры масла, предназначенный для наружной установки в верхней части контролируемого оборудования.

В развитии изобретение может дополнительно содержать измерители температуры окружающей среды и давления окружающей среды, соединенные с блоком газовлагоанализа трансформаторного масла.

В развитие изобретения в памяти компьютера выносного автоматизированного рабочего места могут быть сохранены математические модели, предназначенные для расчета допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок, расчета скорости старения изоляции и оценки степени полимеризации бумажной изоляции, контроля развития термических и электрических дефектов в активной части контролируемого оборудования, контроля миграции продуктов деградации внутренней изоляции контролируемого оборудования.

В развитие изобретения двусторонняя стойка может быть закреплена в фургоне с помощью амортизаторов.

В развитие изобретения автомобильный прицеп может быть оснащен выдвигающимися опорами для его устойчивого положения при стоянке.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена схема подключения заявленного изобретения к силовому трансформатору.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1. Силовой трансформатор;

2. Регулятор напряжения под нагрузкой;

3. Трансформатор тока;

4. Трансформатор напряжения;

5. Главный щит управления;

6. Указатель положения регулятора 2;

7. Шкаф вторичных цепей, принимающий сигналы от измерительных трансформаторов тока;

8. Шкаф вторичных цепей, принимающий сигналы от измерительных трансформаторов напряжения;

9. Клеммный шкаф;

10.1. Вход питания клеммного шкафа 9;

10.2. Вход питания мобильного приборно-аналитического комплекса;

11. Фургон;

12. Основание;

13. Колесо основания 12;

14. Двусторонняя стойка;

15. Блок газовлагоанализа трансформаторного масла;

16. Блок беспроводной связи;

17. Блок управления электропитанием;

18. Выносное автоматизированное рабочее место;

19. Компьютер;

20. Модуль беспроводной связи;

21. Запорная арматура;

22.1. Первый узел забора масла;

22.2. Второй узел забора масла;

23. Узел возврата масла;

23.1. Первый узел возврата масла;

23.2. Второй узел возврата масла;

24. Первый быстросъемный маслопровод;

25. Второй быстросъемный маслопровод;

26. Погружной измеритель температуры масла;

27. Магнитный измеритель температуры масла;

28. Термосигнализатор;

29.1. Измеритель атмосферного давления;

29.2. Измеритель температуры окружающей среды.

На фиг.2 показан автомобильный прицеп с фургоном для размещения мобильного приборно-аналитического комплекса диагностического мониторинга силового трансформатора.

На фиг.2а приняты следующие обозначения:

12. Основание;

14. Двусторонняя стойка;

30. Выдвигающаяся опора;

31. Вентиляторный модуль;

32. Дверь на передней части прицепа;

33. Дверь на задней части прицепа;

34. Люк на передней части прицепа, закрывающий розетку для подключения внешнего питания;

35. Люк на задней части прицепа, закрывающий вводы для подключения быстросъемных маслопроводов 24 и 25;

36. Ящик для хранения быстросъемных маслопроводов 24 и 25.

На фиг.2б приняты следующие обозначения:

12. Основание;

13. Колесо основания 12;

14. Двусторонняя стойка;

16. Блок беспроводной связи;

17. Блок управления электропитанием;

29.2. Измеритель температуры окружающей среды;

30. Выдвигающаяся опора;

31. Вентиляторный модуль;

32. Дверь на передней части прицепа;

33. Дверь на задней части прицепа;

34. Люк на передней части прицепа, закрывающий розетку для подключения внешнего питания;

35. Люк на задней части прицепа, закрывающий вводы для подключения быстросъемных маслопроводов 24 и 25;

37. Болтовое соединение;

38. Ниша электрической розетки;

39. Масляный узел.

На фиг.3 приведен вид второго узла возврата масла, входящего в запорную арматуру.

26. Погружной измеритель температуры масла;

40. Задвижка;

41. Внешний фланец;

42. Переходник;

43. Болт;

44. Первое стыковочное отверстие;

45. Второе стыковочное отверстие.

На фиг.4 приведен внешний вид погружного измерителя температуры масла.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображено подключение заявленного изобретения к силовому трансформатору. К этому диагностируемому трансформаторному оборудованию относится, прежде всего, силовой трансформатор 1, находящийся на электроэнергетическом объекте, например, на электрической станции или подстанции.

Позицией 2 обозначен регулятор напряжения под нагрузкой (штатное устройство силового трансформатора 1). Регулятор 2 используется для оперативного изменения величины напряжения на вторичной обмотке силового трансформатора 1 в течение суток путем изменения числа витков вторичной обмотки, включенных в электрическую схему нагрузки.

Позициями 3 и 4 обозначены, соответственно, трансформатор тока и трансформатор напряжения (измерительные трансформаторы). Трансформаторы 3 тока встроены в высоковольтные вводы силового трансформатора 1, а трансформаторы 4 напряжения размещены отдельно и электрически связаны с силовым трансформатором 1.

Главный щит 5 управления расположен в общеподстанционном пункте управления электроэнергетического объекта. В главный щит 5 управления поступают сигналы от указателя 6 и регулятора 2, через шкаф вторичных цепей 7 - от измерительных трансформаторов 3 тока, а через шкаф вторичных цепей 8 - от трансформаторов напряжения 4. Вблизи главного щита 5 управления установлен клеммный шкаф 9, ко входам которого подключены выходы указателя 6, регулятора 2 и шкафов вторичных цепей 7 и 8, и который оснащен модулем беспроводной передачи данных в блок беспроводной связи 16. Позицией 10.1 обозначен вход питания клеммного шкафа 9 от электрической сети общеподстанционного пункта управления. Все соединения внутри главного щита управления 5 и все подключения к нему от силового трансформатора 1 входят в стандартную компоновку энергетического объекта, использованы для демонстрации осуществления изобретения и не входят в объем охраны настоящего изобретения.

На фиг.1 позицией 11 обозначен фургон, установленный на автомобильном прицепе, условно показанном основанием 12, установленным на колесах 13.

В фургоне 11 установлена двусторонняя стойка 14, предназначенная для размещения на ней навесных блоков и закрепленная внутри фургона 11, например, с помощью болтов. На двусторонней стойке 14 установлены:

- блок газовлагоанализа трансформаторного масла 15, размещенный на одной стороне двусторонней стойки 14;

- блок беспроводной связи 16, размещенный на другой стороне двусторонней стойки 14, предназначенный для обеспечения связи с клеммным шкафом 9 управления и с выносным автоматизированным рабочим местом 18. Беспроводная связь с клеммным шкафом 9 управления условно показана точечной линией с обозначением «Wi-Fi», а беспроводная связь с автоматизированным рабочим местом 18 условно показана точеной линией с обозначением «3G». На фиг. 1 показано подключение блока беспроводной связи 16 к блоку газовлагоанализа трансформаторного масла 15;

- блок управления электропитанием 17, размещенный рядом с блоком беспроводной связи 16 и предназначенный для запитки блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15 и блока беспроводной связи 16.

Выполнение блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15, блока беспроводной связи 16 и блока управления электропитанием 17 раскрыто далее.

На фиг.1 позицией 18 обозначено выносное автоматизированное рабочее место (АРМ) на основе компьютера 19, который снабжен модулем 20 беспроводной связи, предназначенным для обеспечения связи с блоком беспроводной связи 16, установленным в фургоне 11. В качестве компьютера может использоваться любой известный компьютер с объемом памяти и иными ресурсами, достаточными для хранения и реализации математических моделей для диагностического мониторинга силового трансформатора.

Мобильный приборно-аналитический комплекс диагностического мониторинга силового трансформатора по настоящему изобретению включает в себя также запорную арматуру 21, предназначенную для гидравлического соединения блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15 с силовым трансформатором 1. Запорная арматура 21 состоит из первого 22.1 и второго 22.2 узлов забора масла и первого 23.1 и второго 23.2 узлов возврата масла. Первый узел забора масла 22.1 и первый узел возврата масла 23.1 установлены на стенке фургона 11 и соединены с блоком газовлагоанализа трансформаторного масла 15. Второй узел забора масла 22.2 и второй узел возврата масла 23.2 устанавливаются на одноименных узлах силового трансформатора 1. В состав запорной арматуры 21 включены также первый маслопровод 24 и второй маслопровод 25, предназначенные для гидравлической связи первого узла забора масла 22.1 и первого узла возврата масла 23.1 с одноименными вторыми узлами 22.2 и 23.2 соответственно.

В мобильный приборно-аналитический комплекс диагностического мониторинга силового трансформатора по настоящему изобретению входят измерители температуры 26 и 27, каждый из которых предназначен для измерения температуры трансформаторного масла в различных местах контролируемого оборудования и соединен с блоком газовлагоанализа трансформаторного масла 15. Погружной измеритель температуры масла 26 предназначен для измерения температуры нижних слоев масла контролируемого оборудования в узле возврата масла 23. Магнитный измеритель температуры 27 предназначен для наружной установки в верхней части силового трансформатора 1.

Кроме того, на силовом трансформаторе 1 штатно установлен термосигнализатор 28, предназначенный для измерения температуры верхних слоев масла силового трансформатора 1. Выходы измерителей температуры 26 и 27 и термосигнализатора 28 подключены к соответствующим входам блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15 через входные разъемы, смонтированные на стенке фургона 11.

Заявленное изобретение включает также измеритель атмосферного давления 29.1 и измеритель температуры окружающей среды 29.2 т Измерители 29.1. и 29.2. могут иметь любое исполнение. Измеритель 29.1 атмосферного давления установлен в блоке беспроводной связи 16. Измеритель 29.2 температуры окружающей среды установлен в нише электрической розетки 38 и соединен с блоком газовлагоанализа трансформаторного масла 15 через разъем.

Первый и второй маслопроводы 24 и 25 выполнены в виде гибких труб сильфонного типа с саморегулирующимся кабелем подогрева и снабжены трубным утеплителем. Такие маслопроводы известны (см., например, металлорукава на сайте http://www.fluid-line.ru), как и кабели с подогревом (см., например, греющие кабели на сайте https://antiledgroup.ru/katalog/kategoriya/greyushie-kabeli). Дополнительно в комплект с первым и вторым маслопроводами 24 и 25 могут входить маслосборньге лотки, устанавливаемые под первым и вторым маслопроводами 24 и 25 во избежание загрязнения окружающей среды трансформаторным маслом в случае протечек первого и второго маслопроводов 24 и 25.

Фургон 11 на автомобильном прицепе (фиг.2 а и б) имеет габариты не более 3 м в длину, не более 2 м в ширину и менее 2 м в высоту. Фургон может перемещаться, например, с помощью легкового автомобиля. Основание 12 выполнено из металлических профилей. Фургон защищает оборудование от внешних климатических факторов и выполнен из трехслойных теплоизолированных панелей, наружные и внутренние слои которых- листы оцинкованной стали. Прицеп оснащен четырьмя выдвигающимися опорами 30, обеспечивающими его устойчивое положение при стоянке. Крыша прицепа оснащена вентиляторным модулем 31 для обеспечения охлаждения оборудования, установленного внутри фургона 11. Доступ к установленному оборудованию осуществляется с помощью открывающихся дверей 32 и 33 в передней и задней частях прицепа соответственно. На фиг.2 позицией 34 обозначен люк на передней части прицепа, закрывающий розетку для подключения внешнего питания (220 В, 50 Гц), позицией 35 обозначен люк, закрывающий вводы для подключения первого и второго маслопроводов 24 и 25. Позицией 36 обозначен ящик для хранения первого и второго маслопроводов 24 и 25.

На фиг.2 показана двусторонняя стойка 14, закрепленная к полу фургона 11. Двусторонняя стойка 14 показана вынесенной из фургона 11 на фиг.2б. Двусторонняя стойка 14 выполнена из металлических труб, например, квадратного сечения, соединенных сваркой.

Крепление двусторонней стойки 14 к полу фургона 11 выполняется болтовыми соединениями 37 через демпфирующие опоры для гашения вертикальных вибраций при транспортировке.

На фиг.2б показаны ниша электрической розетки 38, которая установлена с обратной стороны от люка 34, и масляный узел 39, крепящийся с обратной стороны от люка 35.

На фиг.2б показана установка на двусторонней стойке 14 блока беспроводной связи 16 и блока управления электропитанием 17, не показан блок газовлагоанализа трансформаторного масла 15, устанавливаемый с другой стороны двусторонней стойки 14. Блоки 15, 16 и 17 крепятся к двусторонней стойке 14, например, болтовыми соединениями.

Блок газовлагоанализа трансформаторного масла 15 предназначен для измерений концентраций газов и воды, растворенных в масле силового трансформатора 1. Предпочтительно блок газовлагоанализа трансформаторного масла 15 реализован на базе, не требующей газа-носителя системы мониторинга, например, анализатора TOTUS ST G9 производства компании CAMLIN (см., например, на сайте https://camlingroup.com/kelvatek/asset-monitoring/asset-monitoring-products/transformers-monitoring), и смонтирован в моноблочном корпусе из нержавеющей стали. Блок газовлагоанализа трансформаторного масла 15 должен обеспечивать определение влажности трансформаторного масла в пределах от 0 до 80 ppm (миллионных долей) и измерения концентраций водорода (Н₂), ацетилена (С₂Н₂), этилена (С₂Н₄), этана (С₂Н₆), метана (СН₄), оксида углерода (СО), диоксида углерода (СО₂), кислорода (О₂) и азота (N₂). Для работы блока 15 газовлагоанализа трансформаторного масла в указанном предпочтительном выполнении не требуются баллоны с газом-носителем или генератор газа-носителя.

Измерения блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15 выполняются методом фото-акустической спектроскопии. Для измерения концентраций растворенных газов и влаги в трансформаторном масле блок газовлагоанализа трансформаторного масла 15 с помощью первого и второго маслопроводов 24 и 25 подключается ко второму узлу забора масла 22.2 и второму узлу возврата масла 23.2, устанавливаемых на одноименных узлах силового трансформатора 1, которые разнесены один от другого на заданное расстояние, чтобы при возврате трансформаторного масла, оно не попало в узел забора масла 22.2. При этом забор масла производится не из нижних слоев в баке силового трансформатора 1, т.к. там может быть повышенное скопление шлама.

Выполнение блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15 может быть и иным, если оно обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Блок беспроводной связи 16 может иметь любое выполнение, как известное из уровня техники, так и новое, разработанное под заданные технические требования. Блок 16 предназначен для обеспечения беспроводного приема данных с клеммного шкафа 9, например, по технологии Wi-Fi беспроводной локальной сети, для проводного обмена данными и командами с блоком газовлагоанализа трансформаторного масла 15 и для обеспечения связи с выносным автоматизированным рабочим местом 18, например, по технологии 3G или 4G мобильной связи. Выполнение блока 16 может быть любым, если оно обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Блок управления электропитанием 17 предназначен для преобразования стандартного электропитания переменного тока от сети общеподстанционного пункта управления в напряжения, необходимые для запитки блоков 15 и 16. Выполнение блока 17 может быть любым, если оно обеспечивает достижение заявленного технического результата. Позицией 10.2 на фиг.1 обозначен вход питания мобильного приборно-аналитического комплекса, соединенный со входом блока 17.

Конструктивное исполнение узлов забора масла 22.1. и 22.2. и узлов возврата масла 23.1. и 23.2. может быть любым, обеспечивающим пропускание трансформаторного масла от силового трансформатора 1 к блоку газовлагоанализа трансформаторного масла 15 и от блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15 обратно к контролируемому оборудованию. В частности, второй узел 23.2 возврата масла может быть выполнен, как показано на фиг.3.

Второй узел возврата масла 23.2. присоединяется нештатным фланцем к узлу, штатно имеющемуся на силовом трансформаторе 1 и содержащему задвижку 40. К внешнему фланцу 41 задвижки 40 через маслостойкую уплотнительную прокладку присоединяется переходник 42 с помощью болтов 43. В переходнике 42 выполнено первое стыковочное отверстие 44 для подключения второго быстросъемного маслопровода 25. Кроме того, на переходнике 42 выполнено второе стыковочное отверстие 45, в которое вставлена измерительная трубка погружного измерителя температуры масла 26.

В качестве погружного измерителя температуры масла 26 может быть использован, например, термодатчик, показанный на фиг.4, например, термосопротивления с токовым выходом, известный из уровня техники (https://www.kipspb.ru/catalog/18182/elementl 918463.php).

Магнитный измеритель температуры 27 предназначен для установки на верхней части корпуса бака силового трансформатора 1 и может быть выполнен, как описано в паспорте на термопреобразователь сопротивления, известный из уровня техники (https://relsib.com/uploads/tiny/documents/passports/Pass_tp_kl0.pdf, https://relsib.com/product/ termopreobrazovatel-soprotivleniya- tcxrx-k 10).

Измерители 26 и 27 и термосигнализатор 28 имеют электрические выходы, соединенные с соответствующими входами блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15. При этом к соответствующим входам блока 15 подключен электрический выход измерителя температуры окружающей среды 29.2.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) 18 может размещаться практически на любом удалении от фургона 11 благодаря наличию модуля 20 беспроводной связи. Входящий в АРМ 18 компьютер 19, например, ноутбук, хранит в своей памяти специализированное программное обеспечение, которое позволяет:

- осуществлять ввод и редактирование исходных данных;

- осуществлять обмен данными между блоком газовлагоанализа трансформаторного масла 15 и АРМ 18 посредством блока беспроводной связи 16;

- хранить исходные данные и данные, получаемые от блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15;

- отображать исходные и получаемые данные в графической и табличной формах после их обработки с использованием разработанных математических моделей.

Для обработки данных используют хранящиеся в памяти компьютера 19 математические модели, позволяющие оценить влагосодержание и остаточный ресурс внутренней изоляции силового трансформатора 1.

Математические модели предназначены для:

- расчета допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок;

- расчета скорости старения изоляции и оценки степени полимеризации бумажной изоляции;

- контроля развития термических и электрических дефектов в активной части контролируемого оборудования;

- контроля миграции продуктов деградации внутренней изоляции контролируемого оборудования.

Математические модели могут быть реализованы в виде программных библиотек:

- автоматизированный расчет и прогнозирование допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок силового трансформатора;

- расчет скорости старения изоляции по температуре наиболее нагретой точки обмотки силового трансформатора и влагосодержанию бумажной изоляции. Оценка степени полимеризации бумажной изоляции;

- контроль развития термических и электрических дефектов в активной части силового трансформатора на основе анализа концентраций газов, растворенных в трансформаторном масле;

- миграция продуктов деградации внутренней изоляции в силовом трансформаторе.

Математические модели могут быть построены, например, в соответствии со следующими документами:

- ГОСТ 14209-85,

- МЭК 60076-7, -IEEE StdC57.91-2011,

- IEC 60599,

-РД 153-34.0-46.302-00, -IEEEStd С57.104-2008,

- статья «Effect of Cumulative Moisture Content on Degradation of Transformer Paper Insulation» в журнале IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation Vol.24, No. 1. February 2017.

Работа мобильной автоматизированной системы диагностического мониторинга трансформаторного оборудования по настоящему изобретению происходит следующим образом.

Фургон 11 устанавливается рядом с контролируемым силовым трансформатором 1 на горизонтальной площадке, при этом положение фургона выравнивается при необходимости с помощью выдвигающихся опор 30. С помощью запорной арматуры 21, узлов 22 и 23 и первого и второго маслопроводов 24 и 25 осуществляется соединение фургона 11 с силовым трансформатором 1, а к розетке под люком 34 подключается кабель внешнего питания от сети подстанции и происходит запитка блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15 и блока беспроводной связи 16 от блока управления питанием 17.

Измерители 26 и 27 устанавливаются в своих местоположениях и их электрические выходы вместе с выходом термосигнализатора 28 соединяются со входами блока газовлагоанализа трансформаторного масла 15. Блок беспроводной связи 16 устанавливает связь как с АРМ 18, так и с клеммным шкафом 9, откуда поступают оперативные данные от силового трансформатора 1.

Блок газовлагоанализа 15 подготавливается к забору масла из силового трансформатора 1, после чего измерительный тракт блока газовлагоанализа 15 вакуумируют и заполняют маслом в соответствии с руководством по его эксплуатации. Вентили и задвижки запорной арматуры 21 должны быть открыты.

Измерения в блоке газовлагоанализа трансформаторного масла 15 выполняются методом фото-акустической спектроскопии. Во время каждого цикла измерений трансформаторное масло пропускается через масляный контур для получения свежей пробы масла из силового трансформатора 1. Анализируемое трансформаторное масло термостатируется для извлечения растворенных в нем газов, проводится измерение объемной доли компонентов в газовой фазе, влагосодержание измеряется диэлькометрическим методом. После этого проба трансформаторного масла возвращается в бак силового трансформатора 1. Одновременно регистрируются показания измерителей 26 и 27, термосигнализатора 28 и измерителей 29.1 и 29.2, а также данные с клеммного шкафа 9. Все полученные данные передаются посредством блока беспроводной связи 16 в АРМ 18. Получаемые данные хранятся в энергонезависимой памяти компьютера 19 и обрабатываются специализированным программным обеспечением, установленным в компьютере 19, с использованием разработанных математических моделей.

Таким образом, настоящее изобретение расширяет арсенал технических средств для диагностирования силового трансформатора за счет разработки такого мобильного приборно-аналитического комплекса диагностического мониторинга трансформаторного оборудования, который дает возможность более оперативного, по сравнению с ближайшим аналогом, использования при обеспечении достоверности результатов. При этом достигается технический результат в виде повышения оперативности перемещения диагностического комплекса между электроэнергетическими объектами и выполнения подготовительных работ перед его пусконаладкой.

Изобретение относится к системам контроля технического состояния трансформаторного оборудования электрических станций и подстанций и может быть использовано для диагностического мониторинга маслонаполненных электрических аппаратов, например силовых трансформаторов. Технический результат: расширение арсенала технических средств диагностического мониторинга силового трансформатора и повышение оперативности перемещения диагностического комплекса между электроэнергетическими объектами и выполнения подготовительных работ перед его пусконаладкой. Сущность: мобильный приборно-аналитический комплекс диагностического мониторинга силового трансформатора включает фургон на базе автомобильного прицепа с двусторонней стойкой. На стойке размещены блок газовлагоанализа трансформаторного масла, блок беспроводной связи, подключенный к блоку газовлагоанализа трансформаторного масла, блок управления электропитанием, предназначенный для запитки блока газовлагоанализа трансформаторного масла, и блок беспроводной связи. Блок беспроводной связи выполнен с возможностью обеспечивать связь с выносным автоматизированным рабочим местом и с клеммным шкафом. Клеммный шкаф соединен с главным щитом управления силового трансформатора и предназначен для преобразования аналоговых сигналов от главного щита управления силового трансформатора в цифровую форму и передачи преобразованных сигналов в блок беспроводной связи. Комплекс содержит также запорную арматуру, предназначенную для гидравлического соединения блока газовлагоанализа трансформаторного масла с силовым трансформатором, и выносное автоматизированное рабочее место на основе компьютера, снабженного модулем беспроводной связи и выполненного с возможностью использования по меньшей мере одной из сохраненных в его памяти математических моделей, предназначенных для расчета характеристик силового трансформатора по данным, передаваемым с блока газовлагоанализа и с главного щита управления через блок беспроводной связи. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Мобильный приборно-аналитический комплекс диагностического мониторинга силового трансформатора, отличающийся тем, что включает фургон на базе автомобильного прицепа; двустороннюю стойку, предназначенную для размещения навесных блоков и закрепленную внутри фургона; блок газовлагоанализа трансформаторного масла, размещенный на одной стороне двусторонней стойки; блок беспроводной связи, размещенный на другой стороне двусторонней стойки, подключенный к блоку газовлагоанализа трансформаторного масла и выполненный с возможностью обеспечивать связь с выносным автоматизированным рабочим местом и с клеммным шкафом, соединенным с главным щитом управления силового трансформатора; блок управления электропитанием, предназначенный для запитки блока газовлагоанализа трансформаторного масла и блока беспроводной связи и размещенный на двусторонней стойке рядом с блоком беспроводной связи; клеммный шкаф, предназначенный для преобразования аналоговых сигналов от главного щита управления силового трансформатора в цифровую форму и передачи преобразованных сигналов в блок беспроводной связи; запорную арматуру, предназначенную для гидравлического соединения блока газовлагоанализа трансформаторного масла с силовым трансформатором; выносное автоматизированное рабочее место на основе компьютера, снабженного модулем беспроводной связи и выполненного с возможностью использования по меньшей мере одной из сохраненных в его памяти математических моделей, предназначенных для расчета характеристик силового трансформатора по данным, передаваемым с блока газовлагоанализа трансформаторного масла и с главного щита управления контролируемого оборудования через блок беспроводной связи.

2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что запорная арматура включает в себя первый и второй быстросъемные маслопроводы, первый и второй узлы забора масла и первый и второй узлы возврата масла, при этом первые узлы забора и возврата масла установлены на стенке фургона и соединены с соответствующими гидравлическими портами блока газовлагоанализа трансформаторного масла, а вторые узлы забора и возврата масла предназначены для закрепления на одноименных узлах контролируемого оборудования, разнесенных один от другого на заданное расстояние, причем первый и второй быстросъемные маслопроводы предназначены для гидравлической связи первого узла забора масла и первого узла возврата масла с одноименными вторыми узлами.

3. Комплекс по п. 2, отличающийся тем, что первый и второй быстросъемные маслопроводы выполнены в виде гибких труб с саморегулирующимся кабелем подогрева и снабжены трубным утеплителем.

4. Комплекс по п. 2, отличающийся тем, что снабжен маслосборными лотками, устанавливаемыми под первым и вторым быстросъемными маслопроводами.

5. Комплекс по п. 2, отличающийся тем, что содержит погружной измеритель температуры масла, предназначенный для измерения температуры нижних слоев масла контролируемого оборудования во втором узле возврата масла; магнитный измеритель температуры масла, предназначенный для наружной установки в верхней части контролируемого оборудования.

6. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что содержит измерители температуры окружающей среды и давления окружающей среды, соединенные с блоком газовлагоанализа трансформаторного масла.

7. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в памяти компьютера выносного автоматизированного рабочего места сохранены математические модели, предназначенные для расчета допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок, расчета скорости старения изоляции и оценки степени полимеризации бумажной изоляции, контроля развития термических и электрических дефектов в активной части контролируемого оборудования, контроля миграции продуктов деградации внутренней изоляции контролируемого оборудования.

8. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что двусторонняя стойка закреплена в фургоне с помощью амортизаторов.

9. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что автомобильный прицеп оснащен выдвигающимися опорами для его устойчивого положения при стоянке.